吉木薩爾水西溝礦區吉新煤礦水文地質條件及類型分析

張亦楠

摘要：吉新煤礦位于準噶爾凹陷南緣烏魯木齊山前凹陷之泉子街凹陷，石場溝向斜北翼。出露地層主要有中生界下侏羅統八道灣組、三工河組和第四系沖洪積物。含煤地層為八道灣組，構造線呈北西―南東向展布，大部分地層呈單斜構造產出，個別地段略有彎曲，形成寬緩的小背斜。該組地層屬濱湖-泥炭沼澤相沉積，是井田主要的含煤巖系。其中含可采煤層6層。本文對吉木薩爾水西溝礦區吉新煤礦水文地質類型進行了分析研究。

關鍵詞：吉木薩爾水西溝礦區;吉新煤礦;水文地質;類型

1 水文地質條件分析

1.1 含水層

井田內含水層主要有第四系上全新統沖洪積溝谷潛水含水層、下侏羅統三工河組含水巖組、下侏羅統八道灣組煤系弱含水層、燒變巖透水含水層。其中礦井直接充水水源是下侏羅統八道灣組煤系弱含水層。

侏羅統含水巖組的含水性在橫向、縱向上都有明顯變化，在橫向上的變化受貫穿礦區內的石場溝影響，近石場溝處鉆孔因溝谷中地表水及第四系河水補給，又靠近構造―火燒區富水帶，井田內所有抽水孔相比較，鉆孔涌水量最大，單位涌水量為0.14～0.37 L/s·m，滲透系數K為0.59 m/d;遠離石場溝地表水及第四系河水，又遠離構造―火燒區富水帶，缺乏補給源，因而單孔涌水量極小，單位涌水量僅為2.49～3.16×10-4 L/s·m，滲透系數為0.28×10-3 m/d，可見其變化之大。

1.2 井田充水因素分析

煤礦井下主要是頂板進水，其次是煤層中滲水，說明基巖裂隙水為礦床充水的重要因素之一。煤系弱含水層主要以靜儲量為主。除上述兩種礦床充水的重要因素之外，火燒層中孔隙潛水和老窯積水的亦有可能對礦床充水。

1.3 充水通道

（1）采動裂隙：采動裂隙帶包括頂板的導水裂隙帶和底板的導水破壞帶，由于煤層頂板裂隙帶和底板破壞帶是隨著煤層的開采逐步發展和擴張的，具有大面積發育的特點，因此將成為礦井涌水的主要充水通道。

（2）斷層：根據資料，其中DF10、DF18斷層，為壓性逆斷層，局部發育的裂隙為泥質物質充填，主要表現為對煤層的切割、錯動，根據區外鉆孔對DF10、DF18斷層含水帶抽水試驗，單位涌水量0.016～0.031 L/s·m，可知含水層組富水性弱。DF43斷層位于Ⅲ號構造-火燒區富水帶，根據吉新煤礦工作面探放水施工成果階段分析，布設的鉆孔雖然未能探出此斷層含水性，但根據目前鉆孔出水、巖性及氣體情況可初步分析DF43斷層為壓扭性逆斷層，斷層面被泥質填充，孔隙裂隙很小，斷層面密合，斷層外帶裂隙多為閉合型，故充水性和導水性的可能性不大，此斷層水對工作面的水患威脅極小。

（3）火燒巖：侏羅系火燒巖孔隙裂隙十分發育，具備良好的儲水空間和地下水徑流的順暢通道，加之出露地表，火燒巖的下界面低于當地侵蝕基準面，極易受大氣降水和地表水補給，易形成天然儲水倉。火燒區底界低于河床10 m，地表水的滲漏對礦區含水層側向補給。

2 礦井涌水量

礦井涌水量在今后的開采中，隨著下侏羅統八道灣組煤系弱含水層靜儲量的疏放，不會呈增大的趨勢。根據以往的涌水量資料，礦井最大涌水量164.38 m3/h、礦井的正常涌水量105.88 m3/h。觀測結果顯示礦井涌水量從2011年2月～2011年9月有增大趨勢，經分析認為是煤層回采后，采空區塌陷，導通第四系含水層，第四系含水層水量隨季節變化較為明顯，含水層水經采動破壞帶或老空區進入井下。

3 開采受水害的影響程度

3.1 A7、A6煤層頂板含水層水

A7、A6煤層導水裂隙帶均穿不透上部八道灣組煤系以上相對隔水層（G3），只有導水裂隙帶范圍內的裂隙含水層組對煤層開采產生一定的影響，建議在工作面回采前，做好探放水工作，尤其針對物探圈定的含富水異常區查清其導、含水性，是可以確保安全生產的。

3.2 老空水

吉新煤礦有老窯6個，主要分布在石場溝附近，一般開采水平標高1000 m以上的A6煤層，其它煤層均沒有開采，2002年以前區內小煤窯均已封閉。井田中部3個小采空形成的積水區域幾乎連為一體，向深部逐漸分解為范圍較小的積水區。該積水區域主要是淺部（150 m以淺，950 m準平面以上）可能有礦井水患危險，特別是1000 m準水平范圍內6煤層附近。向深部富水性逐漸減弱，突水危險不大。且采空區范圍和開采深度需要進一步調查驗證，建議在開采過程中，提前做好老空水的探放工作，制定一定的安全措施，以免威脅礦井安全。

4 水文地質類型劃分

根據2009年12月1日起施行的《煤礦防治水規定》，從以下六個方面確定吉新煤礦礦井水文地質類型：（1）礦井直接充水水源是下侏羅統八道灣組煤系弱含水層：受采掘破壞或影響的主要是下侏羅統八道灣河組煤系弱含水層以靜儲量為主，富水性弱、補給條件差，單位涌水量q≤0.1 L/s·m。按照《煤礦防治水規定》第一類分類依據，井田內主采煤層受采掘破壞或影響的含水層為簡單型。（2）存在少量老空積水，位置、范圍、積水量清楚：按照《煤礦防治水規定》第二類分類依據，井田及周邊老空水分布狀況屬中等。（3）礦井正常涌水量為105.88 m3/h，最大涌水量164.38 m3/h，按照《煤礦防治水規定》第三類分類依據，屬于中等類型。（4）礦井生產過程中，偶有突水事故。按照《煤礦防治水規定》第四類分類依據，井田突水量屬簡單型。（5）礦井開采過程中，受八道灣河組煤系弱含水層、第四系潛水含水層、三工河組含水層、燒變巖含水層等水害影響程度簡單，采掘工程不受水害影響。按照《煤礦防治水規定》第五類分類依據，吉新煤礦開采受水害影響程度屬中等型。（6）本井田防治水工作需要在原有防治水模式的基礎上，重點是對上部采空區的范圍及積水情況進行地面物探及鉆探控制，防治水工作簡單或易于進行，屬簡單型。

綜上所述，本井田礦井水文地質類型劃分除礦井及周邊老空水分布狀況、礦井涌水量、及突水情況定為中等外，其他劃分依據均為簡單，綜合分析礦井周邊生產礦井總體涌水量微弱，且與本礦交界處都留有足夠的保護煤柱，不存在水害威脅。井田范圍內，淺部+1000 m以上存在老空區，地面物探已查明各空區范圍及積水情況，合理留設足夠的保護煤柱分隔，老空水對本礦井不構成威脅。因此，劃定本礦井水文地質類型為中等型。

參考文獻

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（作者單位：新疆維吾爾自治區地質環境監測院）